GOB: 3 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Ta instrukcja została stworzona w celu spełnienia wymagań projektowych Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com).

Tło na GOB

GOB oznacza Gear Operated Box i jest skrzynką, która działa za pomocą szeregu kół zębatych. Ten projekt został stworzony, jak wspomniano powyżej, dla kursu Maker na Uniwersytecie Południowej Florydy, a ta instrukcja pokaże dokładnie, co jest potrzebne do odtworzenia tego projektu również w innych pudełkach. Zdjęcie po prawej, pierwsze zdjęcie powyżej, to najnowsza wersja GOB. Pudełko można zablokować i odblokować w zależności od tego, który klucz „widzi” czujnik RFID, a także włącza boczne diody LED w zależności od tego, czy pudełko jest blokowane, czy odblokowywane. Obejrzyj załączony film, aby zobaczyć najnowsze funkcje pudełka.

Krok 1: Materiały eksploatacyjne/sprzęt

Do odtworzenia tego projektu potrzebne będą następujące elementy.

1. Płytka Arduino Uno

2. Czujnik RFID Arduino (MFRC522)

3. Koła zębate - specyfikacje znajdują się poniżej

4. Duża wiosna

5. Silnik krokowy 5 V

6. Różne diody LED

7. Przenośna ładowarka USB

8. Pudełko - specyfikacje znajdują się poniżej

9. Wszelkie ozdoby, które możesz chcieć do swojego pudełka, użyłem następujących:

- Farba w sprayu (brąz, złoto, różowe złoto/miedź)

- Żarówki pęku kluczy

- Różne drukowane w 3D koła zębate, śruby i orurowanie

Koła zębate

Koła zębate użyte w mechanicznej części tego projektu zaprojektowałem w Fusion 360 za pomocą ich skryptu, a następnie wydrukowałem je w 3D. Pierwszy załączony obraz pokazuje specyfikacje, których użyłem do wygenerowania wszystkich moich kół zębatych i musiałem tylko zmienić liczbę zębów na każdym. Drugie zdjęcie przedstawia koła zębate użyte w tym pudełku. Zastosowano 3 okrągłe koła zębate, a następnie prostokątną zębatkę jako właściwy mechanizm blokujący, dołączone są również pliki.stl dla tych kół zębatych. Trzecie zdjęcie pokazuje rozmieszczenie kół zębatych, jak widać, że górny bieg potrzebuje prowadnic, aby utrzymać go na miejscu, a największy bieg jest przyklejony do mniejszego koła zębatego, które umożliwia silnikowi krokowemu jednoczesne obracanie wszystkich wewnętrznych kół zębatych.

Skrzynka

Pudełko użyte do mojego projektu zostało wykonane z 7in. x 7 cali arkusze tektury. Do połączenia wieczka z dnem pudełka użyto dwóch cienkich pasków kartonu, a następnie za pomocą małego paska skonstruowano haczyk na wieczku, który umożliwia zablokowanie pudełka. Możesz zrobić swoje pudełko z dowolnego materiału lub użyć takiego z pokrywą już połączoną z jednej strony, tak czy inaczej pokrywa musi mieć haczyk po wewnętrznej stronie, aby pudełko było zablokowane przez wewnętrzne koła zębate. Spójrz na dwa ostatnie zdjęcia, aby uzyskać więcej szczegółów.

Krok 2: Montaż

1. Zbierz wszystkie materiały wymienione w kroku 1: Materiały eksploatacyjne/sprzęt

2. Zbuduj pudełko, jak wspomniano wcześniej, możesz zrobić pudełko z dowolnego materiału lub mieć dowolny rozmiar, przy czym jedyną specyfikacją jest to, że musi mieć wewnętrzny haczyk, który jest wystarczająco duży, aby umożliwić wewnętrzne koło zębate zablokowanie pudełka.

3. Po zbudowaniu pudełka należy okablować obwód. Postępuj zgodnie z załączonym schematem. Pamiętaj, że im bardziej czysty i kompaktowy zrobisz obwód, tym lepiej zmieści się w twoim pudełku. Po złożeniu programu i przetestuj obwód, aby 1) sprawdzić, czy cały sprzęt działa i 2) sprawdzić, czy robi to, co chcesz.

4. Następnie zaprojektuj i wydrukuj koła zębate potrzebne do Twojego pudełka. Może to zająć kilka wydruków w zależności od rozmiaru pudełka i rozmiaru obwodu. Pierwszym biegiem, od którego powinieneś zacząć, jest ten dla silnika krokowego, co pomoże ci zmierzyć wysokość twoich kół zębatych wewnątrz pudełka. W plikach.stl znajdują się różne rozmiary kołków, które powinny pomóc w ustaleniu najlepszej wysokości dla twojego pudełka. Będziesz musiał wywiercić otwór w dolnej części kołka i przykleić go do silnika krokowego, aby przymocować przekładnię do silnika krokowego.

5. Po wydrukowaniu wszystkich kół zębatych i złożeniu obwodu, przymocuj koła zębate do wnętrza pudełka. Do łatwego montażu użyłem kleju na gorąco. Można również użyć innego rodzaju kleju lub wkrętów. W razie potrzeby dodaj szyny prowadzące, aby utrzymać koła zębate na miejscu. Jak widać na zdjęciach, położenie kół zębatych musi być wyrównane bezpośrednio pod pokrywą pudełka, w którym spoczywa hak. Sprężyna musi znajdować się bezpośrednio pod hakiem, aby pokrywa podniosła się, gdy pudełko jest odblokowane, a prostokątne koło zębate może wsunąć się do haka, gdy pudełko ma być zablokowane.

6. Gdy koła zębate są na miejscu, zabezpiecz obwód wewnątrz pudełka. Użyłem taśmy, niebieskiej taśmy na zdjęciach, ponieważ pozwalało to na łatwe dostosowanie w razie potrzeby.

7. Wreszcie udekoruj swoje pudełko! Zdecydowałem się użyć diod LED pierwotnie używanych do oznaczania obrotu kół zębatych jako części wystroju lewej strony pudełka. Najlepszą częścią tego projektu jest to, że prosta koncepcja pozwala dostosować ten projekt do własnych potrzeb. Kolejne trzy kroki pokazują, jak ozdobiłem to pudełko.

8. Wydrukuj różne rodzaje narzędzi. Następnie pomaluj pudełko i koła zębate sprayem, aby dopasować je do dowolnego motywu, do którego dążysz. Użyłem niektórych kół zębatych jako szablonów, aby dodać projekty po bokach lub przykleić je dla tekstury, zobacz załączone zdjęcia dla szczegółów.

9. Do żarówek z boku użyłem żarówek brelokowych, które mogłem odkręcić i wyjąć diody LED. Stamtąd mogłem zrobić dwa otwory z boku pudełka, aby wkręcić diody LED, które podłączyłem do obwodu, do żarówek na kleju na zewnątrz pudełka.

10. Po zakończeniu upewnij się, że jest jeszcze wystarczająco dużo miejsca, aby włożyć przedmiot do pudełka. Zdecydowałem się ukryć wewnętrzne obwody filcem, aby nic nie zostało zaczepione.

Baw się, dekorując pudełko tak, jak chcesz, to najlepsza część wymyślania! Miłego tworzenia!

Krok 3: Kod

Pierwsze kroki

Załączony plik.ino to kod programu dla GOB. Aby poprawnie uruchomić to na swoim arduino, musisz również zainstalować dwie biblioteki, które są również dołączone do folderu bibliotek arduino. Program jest dobrze skomentowany, ale poniżej znajduje się również opis w celu dalszego wyjaśnienia. Ten kod wymaga podstawowej wiedzy na temat programowania arduino.

Przegląd/opis

1. Biblioteki

W programie tym używane są trzy biblioteki SPI, MFRC522 oraz Stepper Library. Ponieważ SPI jest domyślną biblioteką arduino, nie ma potrzeby instalowania jej w folderze bibliotek arduino. SPI to skrót od Serial Peripheral Interface i jest to protokół komunikacji szeregowej, którego arduino używa do komunikacji z czujnikiem RFID. Dzięki tej bibliotece korzystamy z biblioteki MFRC522 do odczytu danych z czujnika RFID. Ta biblioteka jest specyficzna dla czujnika i pozwala nam korzystać z informacji, które czujnik „odczytuje” z kluczy RFID używanych do zamykania i odblokowywania pudełka. Biblioteka krokowa robi dokładnie to, co brzmi, pomaga arduino rozmawiać z silnikiem krokowym.

2. Definiowanie zmiennych / konfiguracja

Po dołączeniu niezbędnych bibliotek dla wymaganego sprzętu należy zdefiniować piny tego sprzętu. Zasadniczo arduino musi wiedzieć, które piny rozmawiają z jakim sprzętem.

3. Główna pętla

Po pierwsze, pierwsze dwa stwierdzenia if służą do upewnienia się, że czujnik RFID odczytuje klucz RFID. Następnie musimy pobrać kod lub UID odczytywanego klucza RFID, tak się dzieje w pierwszej pętli for funkcji Loop(). Po wczytaniu UID musimy sprawdzić, czy klucz zablokuje lub odblokuje skrzynkę. Tutaj, używając instrukcji if else, ustawiłem jeden klucz do zablokowania pudełka i inny do odblokowania pudełka. Na przykład, jeśli UID jest równy UID, którego chcę, wywołaj funkcję spinRight() lub zablokuj pole, w przeciwnym razie wywołaj funkcję spinLeft() i odblokuj pole.

4. Funkcje wirowania

Funkcje spinLeft() i spinRight() służą do obracania silnika krokowego w lewo lub w prawo. Kluczową rzeczą jest to, że w celu odwrócenia kierunku silnika krokowego, piny silnika krokowego są odwrócone.